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石墨是鋰離子電池（LIBs）的主要負(fù)極材料，然而，在快速充電或低溫充電時，它仍然會受到析鋰的影響，并且析鋰會導(dǎo)致性能衰減和安全問題。

防化研究院張浩、邱景義、清華大學(xué)王莉、Qiao Hu等通過過鋰化循環(huán)測試、原位XRD和滴定氣相色譜法闡明了從石墨顆粒中析鋰的機(jī)制。

防化研究院/清華大學(xué)EEM：析鋰誘導(dǎo)石墨負(fù)極退化的新見解

圖1. 石墨|鋰半電池在室溫下的電化學(xué)性能

作者觀察到石墨嵌入化合物（GIC例如LiC₁₂和LiC₆）逐漸變得不活躍，并被死鋰或副反應(yīng)沉積物包裹，當(dāng)鋰金屬初始成核后，析鋰的過電位降低，并且嵌入的鋰離子無法從GIC中脫出，這種退化將加速。

這些結(jié)果會導(dǎo)致石墨負(fù)極中鋰嵌入/脫嵌過程的快速消失。這種理解與流行的觀點(diǎn)相矛盾，即析鋰后石墨負(fù)極的退化主要是由劣質(zhì)的SEI和死鋰引起的鋰離子嵌入受阻引起的。

防化研究院/清華大學(xué)EEM：析鋰誘導(dǎo)石墨負(fù)極退化的新見解

圖2. 石墨電極的原位XRD和SEM表征

作者進(jìn)一步分別在低溫和高倍率下驗(yàn)證了鋰嵌入/脫嵌過程的消失?；诖耍髡咛岢龈叩谋堵?、更低的充電溫度和更高的鋰化速率可以加速這種降解。這項(xiàng)工作提供了對析鋰引起的石墨負(fù)極退化的見解。

此外，作者建議通過優(yōu)化電解液添加劑和循環(huán)條件，可以有效抑制析鋰過程，并同時可以提高安全性。

防化研究院/清華大學(xué)EEM：析鋰誘導(dǎo)石墨負(fù)極退化的新見解

圖3. 析鋰誘導(dǎo)石墨負(fù)極退化的新見解

New insight on graphite anode degradation induced by Li-plating. Energy Environmental Materials 2021. DOI: 10.1002/eem2.12334

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